Rim assembly mechanism for tire, rim assembling method, automatic appearance inspection device, automatic appearance inspection method

本発明は、タイヤのリム組機構、リム組方法、自動外観検査装置、自動外観検査方法に関し、とくに検査対象となるタイヤに取り付ける上リムの荷重でタイヤが変形しないようにすると共に、上リムとタイヤを回転させるための主軸とを位置整合して、タイヤの偏心量を最小にしたタイヤのリム組機構、リム組方法、自動外観検査装置、自動外観検査方法に関する。

タイヤ表面の傷や汚れなどを検査するために、例えば検査ラインにＣＣＤカメラなどの撮像装置を設置して、タイヤ表面画像を撮影することでタイヤの外観を自動的に検査する自動タイヤ外観検査装置が知られている。
この自動タイヤ外観検査装置では、検査対象となるタイヤを回転して検査（又は測定）を行うため、タイヤに上下リムを取り付け、その状態で、例えばモータなどに連結した主軸に連結している。
ところで、従来の自動タイヤ外観検査装置では、上リムを略水平に置いたタイヤの上から取り付けを行っているため、剛性の低いタイヤをこの方法でリム組みすると、上リムの重みでタイヤが変形する。 タイヤが変形すると、主軸に対する上リムの位置ズレが生じ、この状態で主軸を回転させると、タイヤが偏心（偏心量０．３mm以上）して回転するため、撮像対象が視野から外れる等の現象が生じその後に行う画像解析に支障が生じる。

図７〜９は、特許文献に記載されたものではないが、上記従来の自動タイヤ検査装置におけるリム組機構によるタイヤのリム組工程を示す。
従来のリム組機構は、タイヤＴの下面に取り付ける下リム３００と、下リム３００の昇降装置（図示せず）と、上リム２００と、図示しない例えばモータに接続され回転自在な主軸１００とから成っている。
主軸本体１００の下端には、小径部１２０を介して上リム取付部１２０が設けられている。 上リム２００の上面には、小径の接続部２１０を介して主軸１００の上リム取付部１２０に形成された凹状の円錐面に嵌合する、対応した凸形状の円錐面２２０が形成されている。
即ち、上リム２００と主軸１００とを連結する際に、主軸１００と上リム２００の上記円錐面のテーパー面同士が互いに組み合わさって連結と位置決めがなされる。

上記従来のタイヤの自動検査装置において、タイヤＴに上下のリムを組み付けるときは、まず、図７に示すようにタイヤＴを下リム３００上に取り付けた状態で、下リム３００を図示しない昇降機構により上昇させる。
続いて、図８に示すように、タイヤＴの上面を上リム２００に連結する。 上リム２００の連結後、タイヤＴに上リムの荷重を掛けた状態でリム組みしたタイヤＴを更に上昇して、上リム２００と一体に形成された連結部２１０の上端の円錐面２２０を、主軸１００の下端の上リム取付部１２０に形成された円錐凹部に係合して一体化する。

次に、タイヤＴをリム組みして主軸と連結した後（タイヤＴをインフレートして主軸に圧接させた状態で）、図９に示すように主軸１００を例えばモータにより回転し、これに取り付けたリム組みしたタイヤＴを回転し、それを固定カメラで撮影して必要な検査を行う。

従来の自動タイヤ検査装置では、上記のように水平に置かれたタイヤＴに上から上リム２００を取り付けているため、上リム２００の重量がタイヤＴに直接作用する。 そのため、タイヤＴの剛性がタイヤ重量に比して小さいとタイヤＴが変形する。 タイヤＴが変形するとタイヤＴ上に載置した上リム２００も位置ズレを起こすため、これを主軸１００に取り付けたときに、主軸１００とタイヤの軸芯に微妙な位置ズレが生じる。 その状態でタイヤＴを回転させるとタイヤＴは偏心して回転することになる。
この偏心量が例えば０．３ｍｍ程度に達すると、タイヤＴを固定位置に設けたカメラで撮影する場合、予め定めた撮影対象がカメラの視野から外れる等の問題が生じる。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、精度良くリム組を行い回転時におけるタイヤの偏心を抑制し、カメラによるタイヤの検査等を精度良く行えるようにすることである。

本発明は、下リムを取り付けたタイヤに上リムを取り付けてリム組みするリム組機構であって、上リムに連結して当該タイヤを回転する主軸と、前記主軸に設けられ、上リムを引き上げて主軸に接合するための上リム引き上げ機構と、を有することを特徴とするタイヤのリム組機構、及びタイヤリム組機構を備えたタイヤの自動外観検査装置である。
本発明は、また、上リムを引き上げて主軸に位置決めして接合する工程と、下リムを取り付けたタイヤを上昇して前記上リムに連結する工程と、を有することを特徴とするタイヤのリム組方法及び、このようにリム組方法でリム組みしたタイヤを回転する工程と、回転するタイヤを検査する工程とを有するタイヤの自動外観検査方法である。

本発明によれば、リム組の際に上リムの荷重がタイヤに作用しないから、タイヤに変形が生じることがない。 また、上リムとこれを接合する主軸との位置決めを精度よく行うことができるため、リム組みしたタイヤを回転する際にその偏心量を極めて小さく抑えることができる。 その結果、タイヤの外観検査を精度良く行うことができる。

本発明の自動外観検査装置１の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る自動外観検査装置のタイヤリム組機構の正面図、図２はその平面図である。

自動外観検査装置のタイヤリム組機構１は、主軸１０と上リム２０と下リム３０とから成っている。
主軸１０は円柱状をなし、図示しないモータに接続されており、モータの駆動により回転するようになっている。 主軸１０には上リム引き上げ機構が取り付けられている。
上リム引き上げ機構２は、図２から明らかなように、主軸１０の周面に沿ってそれと同心状に配置された上リム引き上げリング１２と、昇降装置、例えば上リム引き上げリング１２の円周上の一点を基準位置とし、そこからの位相が０°と１８０°の位置で主軸１０の外周面に取り付けられた昇降装置であるシリンダ１４であって、そのピストン１４ａが上リム引き上げリング１２の下面に接続された一対のシリンダ１４と、上記位相角が９０°と２７０°の位置、つまり、上記一対のシリンダ１４と位相角でそれぞれ９０°隔てた位置で上リム引き上げリング１２に設けられ、そこから下方に延び、その下端に係止手段である上リム引き上げ用の爪１６ａを備えた係止手段であるシャフト１６とから成っている。

主軸１０の下端部は、主軸本体から下方に延在したそれより小径の上リム取付部１０ａとして形成されており、上リム取付部１０ａの下面中央部には位置決め用のピン１８が下方に突出して設けられている。

上リム２０の上面側にはいずれも上リム２０より小径の、連結部２２とこの連結部２２よりも大径の円板状を成した上リムコネクタ２４が同心状に一体に形成されている。 上リムコネクタ２４は、図１に示すように、上記連結部２２がそれよりも小径に形成されているため、その下面に上リム引き上げ爪１６ａを引っ掛け可能なフランジ状の段部が形成されている。
上リムコネクタ２４の上面中央部には、上記位置決め用ピン１８に対応してそれが挿入される位置決め用穴２６が設けられている。 図示の状態では位置決め用ピン１８は既に位置決め穴２６中に挿入されている。
なお、上記位置決め用ピンを上リムコネクタ２４に、上記位置決め用穴を主軸１０の上リム取付部１０ａに設けてもよい。

下リム３０は、従来のものと同じである。 即ち、図示しない昇降装置に取り付けられており、その上面側が検査対象となるタイヤＴに取り付けられる。
なお、本発明のタイヤの自動外観検査装置は、以上で説明したタイヤリム組機構と、例えばＣＣＤカメラ、ＣＣＤカメラで撮影した画像データを処理するデータ処理部、処理した画像データを蓄積する記憶部、及び上記画像データを解析する解析部、表示部等を有するが、以上で説明したタイヤのリム組機構以外の部分は従来周知のタイヤ検査装置の構成を用いる。

次に、以上で説明したタイヤ自動外観検査装置におけるリム組機構１の動作及びリム組みしたタイヤの外観検査について、図３のフロー図を参照して説明する。 なお、図４は、タイヤのリム組機構において、上リムを主軸に取り付ける工程を示すリム組機構の正面図、図５は、同、下リムを取り付けたタイヤを上昇させて上リムに取り付ける工程を示すタイヤリム組機構の正面図、図６は、上リム引き上げ機構を主軸回転のため所定の位置まで下降させ、その後リム組みしたタイヤを回転させて検査を行う検査工程を示すリム組機構の正面図である。

上リム２０は、図１に示すように主軸１０のシャフト１６の爪１６ａが上リムコネクタ２４の裏面のフランジ状部分を引っ掛けた状態にある。
この状態で、上リム引き上げ用シリンダ１４のピストン１４ａを上昇させると、上リム引き上げリング１２を介してシャフト１６が上昇し、その下端の引き上げ爪１６ａが上リムコネクタ２４を持ち上げる（Ｓ１０１）。 その際、上リムコネクタ２４の位置決め用のピン１８が、上リムコネクタ２４の対応位置に設けられた位置決め用穴２６に嵌入されているので、その両者はこの位置決め手段に案内されながら接近し、図４に示すように、それぞれ平面に形成された主軸１０の上リム取付部１０ａの下面と上リムコネクタ２４の上面とが密着して連結される（Ｓ１０２）。 つまり、主軸１０の上リム取付部１０ａの下端部と上リムコネクタ２４の上面とが密着した状態で、上リム２０が主軸１０に連結される。

次に、タイヤＴを載せた状態で取り付けた下リム３０を、図示しない昇降機構により上リム２０に連結するまで上昇させ（Ｓ１０３）、図５に示すように、タイヤＴの上側に上リム２０を取り付けてタイヤＴのリム組みを完了する。

次に、このようにリム組が完了したタイヤの検査に移る。 即ち、リム組が完了した段階でリム組みの確認を行い、その後、上リム引き上げ機構のみを下降させ（Ｓ１０４）、図６に示すように、その位置でタイヤの検査、即ち主軸を回転させながらカメラで検査する（Ｓ１０５）。 このタイヤ外観検査では、タイヤの外観を例えばＣＣＤカメラで撮影し、得られた画像データに基づき解析等を行うが、これらの画像データの処理等は従来のタイヤの外観検査と同じである。

以上の実施形態によれば、上リムは上リム引き上げ機構２により引き上げられて主軸とそれぞれの平坦面で一体に密に連結されるため、主軸１０を上リムコネクタ２４に安定的に設置することができるだけではなく、リム組みをする際に上リムの重量がタイヤＴに直接作用することがない。 また、主軸１０と上リム２０とは、位置決め手段、即ちそれぞれの位置決めピン１８と位置決め用穴２６で位置決めされるため、上コネクタは主軸に対して必ず定まった位置に連結することができ、両者の位置ズレを防止することができる。
ここで、位置決め用穴の径は、例えば位置決めピンより０．２mm大きくすることで、偏心量を０．１mm以下に抑えることができる。

本発明の実施形態に係るタイヤのリム組機構の正面図である。

図１に示すリム組機構の平面図である。

タイヤのリム組機構のリム組工程を説明するためのフロー図である。

タイヤのリム組機構において、上リムを主軸に取り付ける工程を示すリム組機構の正面図である。

タイヤのリム組機構において、下リムを取り付けたタイヤを上昇させて上リムに取り付ける工程を示すタイヤリム組機構の正面図である。

タイヤのリム組機構において、上リム引き上げ機構を主軸回転のため所定の位置まで下降させ、その後リム組みしたタイヤを回転させて検査を行う検査工程を示すリム組機構の正面図である。

従来のタイヤリム組機構の正面図であって、下リムを取り付けたタイヤを上リムに向かって上昇させる工程を示すリム組機構の正面図である。

従来のタイヤリム組機構の正面図であって、下リムを取り付けたタイヤを上リムに連結しさらに主軸に向かって上昇させる工程を示すリム組機構の正面図である。

従来のタイヤリム組機構の正面図であって、リム組みしたタイヤを主軸で回転させる工程を示すリム組機構の正面図である。

符号の説明

１・・・自動タイヤ検査装置、１０、１００・・・主軸、１０ａ・・・上リム取付部、１２・・・上リム引き上げリング、１４・・・上リム引き上げ用シリンダ、１６・・・シャフト、１８・・・位置決めピン、２０、２００・・・上リム、２２・・・連結部、２４・・・上リムコネクタ、２６・・・位置決め用穴、３０、３００・・・下リム、Ｔ・・・タイヤ。